2.1 化学反应速率 （知识清单）化学人教版选择性必修1

该高中化学知识清单系统梳理了化学反应速率的知识体系。从概念出发，明确速率的意义、表示方法及单位，掌握同一反应各物质速率关系，通过三段式模板学习计算，再到速率测定方法，进而探究内因及浓度、温度、催化剂等外因对速率的影响，结合有效碰撞理论理解机理，形成完整学习支架。 知识链路按概念、计算、测定、影响因素到理论解释的逻辑递进，融合定性（如硫代硫酸钠与硫酸反应）和定量（锌与硫酸反应测氢气）实验探究，运用控制变量法（科学探究与实践），通过有效碰撞理论模型（科学思维）构建认知，归纳总结与特别提醒强化理解，助力学生形成物质变化规律的化学观念。

第二章 化学反应速率与化学平衡 第一节　化学反应速率 一、化学反应速率及其表示方法 1．化学反应速率的概念及其表示方法 (1)意义：表示化学反应进行______的物理量。 (2)表示：通常用单位时间内反应物浓度的______或生成物浓度的______来表示（反应体系的体积须恒定）。 (3)表达式：。 ①：表示反应物浓度或生成物浓度的变化。 ②：表示反应时间的变化。 (4)单位：或。 2．同一反应中各物质化学反应速率的关系 对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，分别用A、B、C、D表示的化学反应速率的关系为v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m______n______p______q。 二、化学反应速率的计算类型与突破 化学反应速率计算的“三段式”模板 利用转化量之比等于化学计量数之比建立各数据间的关系 如： mA(g)＋nB(g)===pC(g) 起始/(mol·L－1) a b c 转化/(mol·L－1) x 某时刻t s/mol·L－1 a－x b－ c＋ 再利用化学反应速率的定义求算 v(A)＝ mol·L－1·s－1； v(B)＝ mol·L－1·s－1； v(C)＝ mol·L－1·s－1。 三、化学反应速率的测定 (1)找与化学反应物质浓度相关的物理量 ①直接测定化学反应中某物质的浓度的变化。 ②利用化学反应中任意一种与物质______有关的可观测量进行间接测定，如气体的______、体系的______、颜色的______、光的吸收、导电能力等。 (2)分支二：找与该物理量化学变化对应的时间。 四、定性探究影响化学反应速率的因素 1．影响化学反应速率的本质因素 在相同条件下，不同的化学反应会有不同的速率，化学反应速率首先是由反应物的______、______和______等因素决定的。 2．定性研究外因对化学反应速率的影响 (1)浓度对化学反应速率的影响 实验原理 Na2S2O3＋H2SO4=== 可根据产生浑浊的 判断反应速率的大小 操作步骤 实验现象 两支试管中的溶液 ，滴加0.5 mol·L－1H2SO4溶液的试管 实验结论 其他条件相同时， ，化学反应速率增大 问题讨论 本实验能否通过观察产生气泡的快慢比较反应速率的大小？并阐述理由： (2)温度对化学反应速率的影响 操作步骤 实验现象 两支试管中的溶液 ，烧杯中装热水的试管 实验结论 其他条件相同时， ，化学反应速率增大 (3)催化剂对化学反应速率的影响 实验原理 2H2O2===2H2O＋O2↑ 根据有无催化剂时，产生气泡的明显程度判断反应速率的大小 操作步骤 实验现象 滴有蒸馏水的试管中 ，滴有FeCl3溶液的试管中 实验结论 在其他条件相同时，催化剂能显著 化学反应速率 问题讨论 未加催化剂的试管加入3滴蒸馏水的目的是_ 五、定量研究外因对化学反应速率的影响 1．实验目的：测定并比较不同浓度的H2SO4溶液与锌反应速率的大小。 2．实验操作：按如图所示组装两套装置A、B，在锥形瓶内各盛大小相同的2 g锌粒，通过分液漏斗分别加入40 mL 1 mol·L－1和40 mL 4 mol·L－1的H2SO4溶液。 3．实验记录及结论(记录收集10 mL H2所用的时间) 加入试剂 反应时间(填“长”或“短”) 反应速率(填“快”或“慢”) 结论 1 mol·L－1 H2SO4溶液 增大反应物浓度，化学反应速率 4 mol·L－1 H2SO4溶液 六、外界条件对化学反应速率的影响规律 其他条件不变，只改变影响化学反应速率的一个条件，对化学反应速率的影响规律： 外界条件 影响结果 浓度 增大反应物的浓度，化学反应速率 ；减小反应物的浓度，化学反应速率 压强 压强对速率的影响适用于有气体参与的反应，且通过浓度对反应速率的影响实现。一般是增大压强，反应速率 ；减小压强，反应速率 温度 升高温度，化学反应速率 ； 降低温度，化学反应速率 催化剂 使用合适催化剂，反应速率 其他因素 接触面积、溶剂、光照等均能改变化学反应速率 七、基元反应与反应历程 1．基元反应 大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中__________都称为基元反应。如2HI===H2＋I2的两步基元反应为2HI―→H2＋2I·、2I·―→I2。 2．反应机理 先后进行的________反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理。 八、有效碰撞理论解释外因对反应速率的影响 1．有效碰撞理论 (1)基元反应发生的先决条件 反应物的分子必须发生______，但是并不是每一次碰撞都能发生化学反应。 (2)有效碰撞 (3)活化能和活化分子 ①活化分子：能够发生________的分子。 对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是______的。 ②活化能：活化分子具有的________与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。 (4)反应物、生成物的能量与活化能的关系图 E1：正反应的______。 E2：活化分子变成生成物分子__________，也可认为是______的活化能。 E1-E2：反应热，即ΔH＝E1-E2。 2．有效碰撞与反应速率的关系 改变条件→单位时间内、单位体积内有效碰撞次数增多→化学反应速率增大，反之化学反应速率减小。 3．用有效碰撞理论解释影响化学反应速率的因素 (1)浓度、压强对化学反应速率的影响 增大反应物的浓度；增大压强（相当于增大浓度）→单位体积内________增多，活化分子______不变，单位体积内活化分子数增多→单位时间内、单位体积内有效碰撞次数增加→化学反应速率______。 (2)温度、催化剂对化学反应速率的影响 升高温度（反应体系能量升高）；使用催化剂（反应的活化能降低）→单位体积内________不变，活化分子______增多，活化分子数增加→单位时间内、单位体积内有效碰撞次数增加→化学反应速率______。 九、多因素影响下的化学反应速率变化 1．常见影响反应速率的因素：浓度、温度、压强、催化剂活性、接触面积、副反应等。 2．随反应的进行反应速率减小的情况可能有： (1)反应物浓度减小。 (2)反应温度过高，催化剂失去活性。 (3)沉淀覆盖在固体表面，阻碍反应的继续进行。 3．随反应的进行反应速率增大的情况可能有： (1)反应放热，反应体系温度升高。 (2)反应生成物对反应有催化作用。 (3)温度升高，催化剂活性增强等。 4．不能改变化学反应速率的几种情况 (1)加入纯固体、纯液体反应物。 (2)对应有气体参与的反应，恒容条件下，向反应容器中加入不反应的气体。 十、催化剂及催化机理图分析 1．碰撞理论对催化作用的解释 催化剂通过参加反应，改变反应历程，降低反应的活化能，使活化分子百分数增多，从而加快反应速率，图示如下。 活化能越小，反应速率越______。活化能越大，反应速率越______。 2．过渡态理论 (1)化学反应并不是通过反应物分子的简单碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能的过渡态，处于过渡态的分子叫做活化络合物。活化络合物是一种高能量的不稳定的反应物原子组合体，它能较快的分解为新的能量较低、较稳定的生成物。 (2)活化能(Ea)是处在过渡态的活化络合物分子平均能量与反应物分子平均能量的差值。 (3)化学反应中反应速率最慢的一步基元反应决定了整个反应的速率，催化剂主要是参与化学反应，改变反应历程，降低原反应中活化能最大的一步反应。活化能降低越多，催化的速率越快。 十一、拓展——化学反应的速率方程式与速率常数 1．表示反应速率和反应物浓度之间定量关系的方程形式。 对于一般反应：aA＋bB===cC＋dD 速率方程：v＝kcx(A)·cy(B) 通常设计对照实验，用改变物质数量的比例法的对照实验来确定x、y。 2．k称为反应速率常数。k的大小与反应物的自身性质、温度、催化剂等有关，但不随反应物浓度的变化而改变。一般来说，对同一反应，温度升高，k值增大，反应速率加快。 特别提醒：根据数值比较化学反应速率大小的思路 (1)“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 (2)“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的化学计量数。 (3)“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 特别提醒：在溶液中进行的反应，当反应物或生成物本身有比较明显的颜色时，可利用颜色变化与浓度变化间的比例关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 归纳总结：变量控制探究实验题的思维流程 (1)确定变量：明确影响实验探究结果的因素可能有哪些，即变量。 (2)定多变一：根据实验目的搞清需控制的变量。在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题之间存在怎样的关系；这样确定一种因素的影响结果以后，再确定另一种因素的影响结果，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。 (3)数据有效：注意选择数据 (或设置实验) 要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。 归纳总结：用于测定化学反应速率的常用方法 (1)化学方法：用化学分析法来测定不同时刻反应物或生成物的浓度。 (2)物理方法：对体系中物质进行某种物理性质的动态测量的方法。常用的物理方法有量气法、比色法和电导法等，高中常用量气法，量气法要关注反应体系的温度和压强。 归纳总结： 反应机理中间体、催化剂的判断 (1)中间体(中间产物)只在反应过程中出现，初始反应物和反应产物中均不存在。 (2)反应前后存在，反应过程中不存在的物质是催化剂。 特别提醒：尽管催化剂反应前后组成不变，但催化剂的形态(如固体催化剂颗粒大小)常有明显的变化。 归纳总结：催化剂特点 (1)催化剂具有高效性和选择性，某种催化剂对某一反应可能催化活性很强，但对其他反应不一定具有催化作用，可以选用合适的催化剂来调控反应。 (2)催化剂的催化活性除了与自身成分有关外，还与粒径、合成方法等因素以及温度、压强等条件有关，催化剂发挥作用需要维持在活性温度范围内，温度过高，催化活性降低。 1.由算出的是平均反应速率，并非某时刻瞬时速率，化学反应速率取值恒为正。 2.固体、纯液体浓度视作定值，浓度变化量Δc=0，不能用二者表示化学反应速率。 3.比较不同物质反应速率大小时，要先用速率除以对应化学计量数，再比较数值大小，不可直接对比速率数值。 4.增大浓度、增大气体压强只会提升单位体积活化分子数，活化分子百分数保持不变。 5.升高温度、添加催化剂可以增大活化分子百分数，进而加快反应速率。 6.恒温恒容向体系充入稀有气体，反应物浓度不变，化学反应速率不发生改变。 7.恒温恒压向体系充入稀有气体，容器体积增大、反应物浓度降低，化学反应速率随之减小。 8.催化剂能同等程度加快正、逆反应速率，只降低反应活化能，不会改变反应热与反应物、生成物总能量。 9.探究外界条件对速率的影响需使用控制变量法，单次只改变一个变量，其余条件全部保持一致。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第二章 化学反应速率与化学平衡 第一节　化学反应速率 一、化学反应速率及其表示方法 1．化学反应速率的概念及其表示方法 (1)意义：表示化学反应进行快慢的物理量。 (2)表示：通常用单位时间内反应物浓度的减小或生成物浓度的增大来表示（反应体系的体积须恒定）。 (3)表达式：。 ①：表示反应物浓度或生成物浓度的变化。 ②：表示反应时间的变化。 (4)单位：或。 2．同一反应中各物质化学反应速率的关系 对于反应mA(g)＋nB(g)===pC(g)＋qD(g)，分别用A、B、C、D表示的化学反应速率的关系为v(A)∶v(B)∶v(C)∶v(D)＝m∶n∶p∶q。 二、化学反应速率的计算类型与突破 化学反应速率计算的“三段式”模板 利用转化量之比等于化学计量数之比建立各数据间的关系 如： mA(g)＋nB(g)===pC(g) 起始/(mol·L－1) a b c 转化/(mol·L－1) x 某时刻t s/mol·L－1 a－x b－ c＋ 再利用化学反应速率的定义求算 v(A)＝ mol·L－1·s－1； v(B)＝ mol·L－1·s－1； v(C)＝ mol·L－1·s－1。 三、化学反应速率的测定 (1)找与化学反应物质浓度相关的物理量 ①直接测定化学反应中某物质的浓度的变化。 ②利用化学反应中任意一种与物质浓度有关的可观测量进行间接测定，如气体的体积、体系的压强、颜色的深浅、光的吸收、导电能力等。 (2)分支二：找与该物理量化学变化对应的时间。 四、定性探究影响化学反应速率的因素 1．影响化学反应速率的本质因素 在相同条件下，不同的化学反应会有不同的速率，化学反应速率首先是由反应物的组成、结构和性质等因素决定的。 2．定性研究外因对化学反应速率的影响 (1)浓度对化学反应速率的影响 实验原理 Na2S2O3＋H2SO4===Na2SO4＋SO2↑＋S↓＋H2O 可根据产生浑浊的先后判断反应速率的大小 操作步骤 实验现象 两支试管中的溶液均变浑浊，滴加0.5 mol·L－1H2SO4溶液的试管先变浑浊 实验结论 其他条件相同时，增大反应物浓度，化学反应速率增大 问题讨论 本实验能否通过观察产生气泡的快慢比较反应速率的大小？并阐述理由：不能，二氧化硫易溶于水，二者溶液浓度较小，可能都看不到明显的气泡 (2)温度对化学反应速率的影响 操作步骤 实验现象 两支试管中的溶液均变浑浊，烧杯中装热水的试管先变浑浊 实验结论 其他条件相同时，升高温度，化学反应速率增大 (3)催化剂对化学反应速率的影响 实验原理 2H2O2===2H2O＋O2↑ 根据有无催化剂时，产生气泡的明显程度判断反应速率的大小 操作步骤 实验现象 滴有蒸馏水的试管中无明显现象，滴有FeCl3溶液的试管中出现大量气泡 实验结论 在其他条件相同时，催化剂能显著加快化学反应速率 问题讨论 未加催化剂的试管加入3滴蒸馏水的目的是_确保两种溶液中H2O2的浓度相同 五、定量研究外因对化学反应速率的影响 1．实验目的：测定并比较不同浓度的H2SO4溶液与锌反应速率的大小。 2．实验操作：按如图所示组装两套装置A、B，在锥形瓶内各盛大小相同的2 g锌粒，通过分液漏斗分别加入40 mL 1 mol·L－1和40 mL 4 mol·L－1的H2SO4溶液。 3．实验记录及结论(记录收集10 mL H2所用的时间) 加入试剂 反应时间(填“长”或“短”) 反应速率(填“快”或“慢”) 结论 1 mol·L－1 H2SO4溶液 长 慢 增大反应物浓度，化学反应速率增大 4 mol·L－1 H2SO4溶液 短 快 六、外界条件对化学反应速率的影响规律 其他条件不变，只改变影响化学反应速率的一个条件，对化学反应速率的影响规律： 外界条件 影响结果 浓度 增大反应物的浓度，化学反应速率增大；减小反应物的浓度，化学反应速率减小 压强 压强对速率的影响适用于有气体参与的反应，且通过浓度对反应速率的影响实现。一般是增大压强，反应速率增大；减小压强，反应速率减小 温度 升高温度，化学反应速率增大； 降低温度，化学反应速率减小 催化剂 使用合适催化剂，反应速率增大 其他因素 接触面积、溶剂、光照等均能改变化学反应速率 七、基元反应与反应历程 1．基元反应 大多数的化学反应往往经过多个反应步骤才能实现。其中每一步反应都称为基元反应。如2HI===H2＋I2的两步基元反应为2HI―→H2＋2I·、2I·―→I2。 2．反应机理 先后进行的基元反应反映了化学反应的反应历程，反应历程又称反应机理。 八、有效碰撞理论解释外因对反应速率的影响 1．有效碰撞理论 (1)基元反应发生的先决条件 反应物的分子必须发生碰撞，但是并不是每一次碰撞都能发生化学反应。 (2)有效碰撞 (3)活化能和活化分子 ①活化分子：能够发生有效碰撞的分子。 对于某一化学反应来说，在一定条件下，反应物分子中活化分子的百分数是一定的。 ②活化能：活化分子具有的平均能量与反应物分子具有的平均能量之差，叫做反应的活化能。 (4)反应物、生成物的能量与活化能的关系图 E1：正反应的活化能。 E2：活化分子变成生成物分子放出的能量，也可认为是逆反应的活化能。 E1-E2：反应热，即ΔH＝E1-E2。 2．有效碰撞与反应速率的关系 改变条件→单位时间内、单位体积内有效碰撞次数增多→化学反应速率增大，反之化学反应速率减小。 3．用有效碰撞理论解释影响化学反应速率的因素 (1)浓度、压强对化学反应速率的影响 增大反应物的浓度；增大压强（相当于增大浓度）→单位体积内分子总数增多，活化分子百分数不变，单位体积内活化分子数增多→单位时间内、单位体积内有效碰撞次数增加→化学反应速率增大。 (2)温度、催化剂对化学反应速率的影响 升高温度（反应体系能量升高）；使用催化剂（反应的活化能降低）→单位体积内分子总数不变，活化分子百分数增多，活化分子数增加→单位时间内、单位体积内有效碰撞次数增加→化学反应速率增大。 九、多因素影响下的化学反应速率变化 1．常见影响反应速率的因素：浓度、温度、压强、催化剂活性、接触面积、副反应等。 2．随反应的进行反应速率减小的情况可能有： (1)反应物浓度减小。 (2)反应温度过高，催化剂失去活性。 (3)沉淀覆盖在固体表面，阻碍反应的继续进行。 3．随反应的进行反应速率增大的情况可能有： (1)反应放热，反应体系温度升高。 (2)反应生成物对反应有催化作用。 (3)温度升高，催化剂活性增强等。 4．不能改变化学反应速率的几种情况 (1)加入纯固体、纯液体反应物。 (2)对应有气体参与的反应，恒容条件下，向反应容器中加入不反应的气体。 十、催化剂及催化机理图分析 1．碰撞理论对催化作用的解释 催化剂通过参加反应，改变反应历程，降低反应的活化能，使活化分子百分数增多，从而加快反应速率，图示如下。 活化能越小，反应速率越快。活化能越大，反应速率越慢。 2．过渡态理论 (1)化学反应并不是通过反应物分子的简单碰撞就能完成的，而是在反应物到生成物的过程中经过一个高能的过渡态，处于过渡态的分子叫做活化络合物。活化络合物是一种高能量的不稳定的反应物原子组合体，它能较快的分解为新的能量较低、较稳定的生成物。 (2)活化能(Ea)是处在过渡态的活化络合物分子平均能量与反应物分子平均能量的差值。 (3)化学反应中反应速率最慢的一步基元反应决定了整个反应的速率，催化剂主要是参与化学反应，改变反应历程，降低原反应中活化能最大的一步反应。活化能降低越多，催化的速率越快。 十一、拓展——化学反应的速率方程式与速率常数 1．表示反应速率和反应物浓度之间定量关系的方程形式。 对于一般反应：aA＋bB===cC＋dD 速率方程：v＝kcx(A)·cy(B) 通常设计对照实验，用改变物质数量的比例法的对照实验来确定x、y。 2．k称为反应速率常数。k的大小与反应物的自身性质、温度、催化剂等有关，但不随反应物浓度的变化而改变。一般来说，对同一反应，温度升高，k值增大，反应速率加快。 特别提醒：根据数值比较化学反应速率大小的思路 (1)“一看”：看化学反应速率的单位是否一致，若不一致，需转化为同一单位。 (2)“二化”：将不同物质的化学反应速率转化成同一物质的化学反应速率，或分别除以相应物质的化学计量数。 (3)“三比较”：标准统一后比较数值大小，数值越大，反应速率越大。 特别提醒：在溶液中进行的反应，当反应物或生成物本身有比较明显的颜色时，可利用颜色变化与浓度变化间的比例关系来跟踪反应的过程和测量反应速率。 归纳总结：变量控制探究实验题的思维流程 (1)确定变量：明确影响实验探究结果的因素可能有哪些，即变量。 (2)定多变一：根据实验目的搞清需控制的变量。在探究时，应该先确定其他的因素不变，只变化一种因素，看这种因素与探究的问题之间存在怎样的关系；这样确定一种因素的影响结果以后，再确定另一种因素的影响结果，通过分析每种因素与所探究问题之间的关系，得出所有影响因素与所探究问题之间的关系。 (3)数据有效：注意选择数据 (或设置实验) 要有效，且变量统一，否则无法作出正确判断。 归纳总结：用于测定化学反应速率的常用方法 (1)化学方法：用化学分析法来测定不同时刻反应物或生成物的浓度。 (2)物理方法：对体系中物质进行某种物理性质的动态测量的方法。常用的物理方法有量气法、比色法和电导法等，高中常用量气法，量气法要关注反应体系的温度和压强。 归纳总结： 反应机理中间体、催化剂的判断 (1)中间体(中间产物)只在反应过程中出现，初始反应物和反应产物中均不存在。 (2)反应前后存在，反应过程中不存在的物质是催化剂。 特别提醒：尽管催化剂反应前后组成不变，但催化剂的形态(如固体催化剂颗粒大小)常有明显的变化。 归纳总结：催化剂特点 (1)催化剂具有高效性和选择性，某种催化剂对某一反应可能催化活性很强，但对其他反应不一定具有催化作用，可以选用合适的催化剂来调控反应。 (2)催化剂的催化活性除了与自身成分有关外，还与粒径、合成方法等因素以及温度、压强等条件有关，催化剂发挥作用需要维持在活性温度范围内，温度过高，催化活性降低。 1.由算出的是平均反应速率，并非某时刻瞬时速率，化学反应速率取值恒为正。 2.固体、纯液体浓度视作定值，浓度变化量Δc=0，不能用二者表示化学反应速率。 3.比较不同物质反应速率大小时，要先用速率除以对应化学计量数，再比较数值大小，不可直接对比速率数值。 4.增大浓度、增大气体压强只会提升单位体积活化分子数，活化分子百分数保持不变。 5.升高温度、添加催化剂可以增大活化分子百分数，进而加快反应速率。 6.恒温恒容向体系充入稀有气体，反应物浓度不变，化学反应速率不发生改变。 7.恒温恒压向体系充入稀有气体，容器体积增大、反应物浓度降低，化学反应速率随之减小。 8.催化剂能同等程度加快正、逆反应速率，只降低反应活化能，不会改变反应热与反应物、生成物总能量。 9.探究外界条件对速率的影响需使用控制变量法，单次只改变一个变量，其余条件全部保持一致。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $